专利名称：一种生产电解金属锰的方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产电解金属锰的方法及应用。
背景技术：
电解锰主要用于钢铁及有色合金方面作为净化剂、脱氧剂和合金添加剂，特别是 以锰代镍生产不锈钢使电解锰需求量增大，近几年随着我国不锈钢行业的发展，电解锰行 业在我国发展很快。目前，我国生产电解金属锰的主要方法为使用碳酸锰矿或烧结锰矿为 主矿，使用二氧化锰矿除铁生产电解金属锰。由于国内的碳酸锰矿资源有限，并且品位在逐 年降低，因此给电解金属锰行业的发展带来了影响。同时由于矿的贫化，价格也随之在不断 增加，因此寻找一种价格低廉的新锰源来生产电解金属锰是急需解决的问题。我国冶炼硅 锰合金后剩余的废渣产量极大，目前采取直接堆放的方式，占用场地，有些企业把其作为路 基材料、建筑材料对外出售，但售价只有几元/吨。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产电解金属锰的方法及应用，使用的水淬 渣为冶炼硅锰合金后剩余的废渣并经冷水水淬得到，可以代替碳酸锰矿浸出制取硫酸锰溶 液，不仅大幅度的降低了生产成本，而且可对废渣产量进行了处理，浸出后的化合渣可以 作为生产水泥的原料，解决了化合渣影响环保的问题，同时扩大了生产电解金属锰的矿源。本发明涉及的一种生产电解金属锰的方法，其具体步骤如下 (1)浸出向化合罐内加入电解锰阳极液，搅拌10 20min，化验分析电解锰 阳极液的Mn2+、H+的含量；加入硫酸，然后加入水淬渣和二氧化锰矿，所述的水淬渣为冶炼 硅锰合金后剩余的废渣经水淬后得到，其全锰百分含量在5% 10%，所述的二氧化锰矿中 全锰含量在40% 50%，硫酸、水淬渣和二氧化锰矿的加入量按照下式确定
式1 水淬渣重量=合格液与电解锰阳极液锰浓度之差(g/L)/水淬渣中的Σ Mn含量， 式2 酸矿比即(硫酸重量+电解锰阳极液中酸重量)(水淬渣重量+ 二氧化锰矿重量) =0.6:1 0.5:1 ，
式3 硫酸重量=(水淬渣重量*酸矿比一电解锰阳极液体积*电解锰阳极液含H+浓 度(g/L))/硫酸百分含量，
式4 两矿比即二氧化锰矿水淬渣=0. 2 :1 0. 3 :1，
投料过程中通入蒸气加热，温度控制在80 85°C，浸出过程搅拌2 2. 5小时；
(2)中和当料液中Fe2+彡0.001g/l时，向料液内部通入氨水，直到料液pH值达到 6. 0 7. 0时停止供氨水；
(3)静置然后将料液压滤至静置池中，对料液进行检测，当料液中锰浓度30 35g/l ；硫酸铵浓度110g/l 115g/l ；pH 值6. 0 7.0; SFe 彡 0. 001g/L ； Co、Ni、Zn≤ 0. 001g/l时，即为合格液；
(4)电解将合格液经过电解车间进行电解得到合格电解金属锰。上述的生产电解金属锰的方法中水淬渣用作锰源的应用。本发明具有如下优点
1、本发明采用的水淬渣可以代替碳酸锰矿浸出制取硫酸锰溶液，每吨电解金属锰可以 降低生产成本4000 4500元，有非常可观的赢利空间。2、本发明是对水淬渣二次利用的一项环保项目，扩大了生产电解金属锰的矿源， 开辟了一条生产电解金属锰的新途径，是一种新颖、创新、实用的方法。3、由于国内生产硅锰合金后的水淬渣产量非常大，因此本发明推广后将获得巨大 的经济效益和社会效益。4、由于水淬渣是经过高温冶炼后的废渣，本身杂质含量较少，渣中重金属(钴、镍 和锌)含量较低，因此浸出后的料液不需要加入净化剂进行净化处理，可减少生产周期3 4小时，每吨电解金属锰可以降低净化剂的费用约200元。5、由于水淬渣中锰主要以一氧化锰形式存在，因此，较容易浸出，浸出渣含全锰可 控制质量分数在3%以下。
具体实施例方式实施例1
(1)在浸出阶段先向化合罐内注入200m3电解锰阳极液，搅拌15分钟后，分析电解锰阳 极液成分 Mn2+ :12g/L, H+: 30g/L。(2)根据分析结果按式1、式2、式3、式4计算出应投加硫酸12吨、全锰百分含量 为40%的二氧化锰矿6t和全锰百分含量为10%的水淬渣30吨。(3)从硫酸计量罐向化合罐中加入经计算所需硫酸，将浸出所需矿粉通过吨袋或 料盅用天车将其投入罐中。(4)投料过程中通过蒸汽给罐内料液加热，控制反应温度在80°C。(5)继续搅拌2小时，然后取样送快速化验室分析亚铁含量Fe2+=O. 001g/l，采用 氨水进行中和操作，加氨水过程中多次检测罐内料液的PH值，pH值达到6. 0后，停止中和 操作。(6)滤液打入高位液池中静置。料液中锰浓度33g/l ；硫酸铵浓度110g/l ；pH值 6.0 ； XFe=O. 001g/L ；Co=O. 0008、Ni=O. 001、Zn=O. 0006，即为合格液。(7)、将合格液经过电解车间进行电解得到电解金属锰3. 4吨。实施例2:
(1)在浸出阶段先向化合罐内注入200m3电解锰阳极液，搅拌10分钟后，分析电解锰阳 极液成分 Mn2+ :13g/L, H+:33g/L。(2)根据分析结果按式1、式2、式3、式4计算出应投加硫酸9. 4吨、全锰百分含量 为45%的二氧化锰矿9. 6吨和全锰百分含量为8%的水淬渣32吨。(3)从硫酸计量罐向化合罐中加入经计算所需硫酸，将浸出所需矿粉通过吨袋或 料盅用天车将其投入罐中。(4)投料过程中通过蒸汽给罐内料液加热，控制反应温度在85°C，由于水淬渣中的二氧化硅含量较高约35%左右，因此温度必须严格控制，若温度过低，会产生大量的胶 体，给后续的压滤带来困难。(5)继续搅拌2. 5小时，然后取样送快速化验室分析亚铁含量Fe2+=O. 0006g/l，采 用氨水进行中和操作，加氨水过程中多次检测罐内料液的PH值，pH值达到7. 0后，停止中 和操作。(6)滤液打入高位液池中静置。料液中锰浓度35g/l ；硫酸铵浓度115g/l ；pH值 7.0 ； XFe=O. 0004g/L ；Co=O. 001、Ni=O. 001、Zn=O. 001，即为合格液。(7)、将合格液经过电解车间进行电解得到电解金属锰3. 7吨。实施例3
(1)在浸出阶段先向化合罐内注入200m3电解锰阳极液，搅拌20分钟后，分析电解锰阳 极液成分 Mn2+ 14g/L, H+: 35g/L。(2)根据分析结果按式1、式2、式3、式4计算出应投加硫酸12. 8吨、全锰百分含 量为50%的二氧化锰矿6. 6吨和全锰百分含量为5%的水淬渣33吨。(3)从硫酸计量罐向化合罐中加入经计算所需硫酸，将浸出所需矿粉通过吨袋或 料盅用天车将其投入罐中。(4)投料过程中通过蒸汽给罐内料液加热，控制反应温度在82°C，由于水淬渣中 的二氧化硅含量较高约35%左右，因此温度必须严格控制，若温度过低，会产生大量的胶 体，给后续的压滤带来困难。(5)继续搅拌2. 2小时，然后取样送快速化验室分析亚铁含量Fe2+=O. 0005g/l，采 用氨水进行中和操作，加氨水过程中多次检测罐内料液的PH值，pH值达到6. 5后，停止中 和操作。(6)滤液打入高位液池中静置。料液中锰浓度30g/l ；硫酸铵浓度112g/l ；pH值 6.5 ； XFe=O. 0006g/L ；Co=O. 0008、Ni=O. 0006、Zn=O. 0007，即为合格液。(7)、将合格液经过电解车间进行电解得到电解金属锰3. 5吨。
权利要求
1.一种生产电解金属锰的方法，其特征是具体步骤如下
(1)浸出向化合罐内加入电解锰阳极液，搅拌10 20min，化验分析电解锰 阳极液的Mn2+、H+的含量；加入硫酸，然后加入水淬渣和二氧化锰矿，所述的水淬渣为冶炼 硅锰合金后剩余的废渣经水淬后得到，其全锰百分含量在5% 10%，所述的二氧化锰矿中 全锰含量在40% 50%，硫酸、水淬渣和二氧化锰矿的加入量按照下式确定式1 水淬渣重量=合格液与电解锰阳极液锰浓度之差(g/L)/水淬渣中的Σ Mn含量，式2 酸矿比即(硫酸重量+电解锰阳极液中酸重量)(水淬渣重量+ 二氧化锰矿重量) =0.6:1 0.5:1 ，式3 硫酸重量=(水淬渣重量*酸矿比一电解锰阳极液体积*电解锰阳极液含H+浓 度(g/L))/硫酸百分含量，式4 两矿比即二氧化锰矿水淬渣=0. 2 :1 0. 3 :1，投料过程中通入蒸气加热，温度控制在80 85°C，浸出过程搅拌2 2. 5小时；(2)中和当料液中Fe2+彡0.001g/l时，向料液内部通入氨水，直到料液pH值达到 6. 0 7. 0时停止供氨水；(3)静置然后将料液压滤至静置池中，对料液进行检测，当料液中锰浓度30 35g/l ；硫酸铵浓度110g/l 115g/l ；pH 值6. 0 7.0; SFe 彡 0. 001g/L ； Co、Ni、 Zn ^ 0. 001g/l时，即为合格液；(4)电解将合格液经过电解车间进行电解得到合格电解金属锰。
2.根据权利要求1所述的生产电解金属锰的方法中水淬渣用作锰源的应用。
全文摘要
一种生产电解金属锰的方法及应用，其具体步骤为浸出向化合罐内加入电解锰阳极液，搅拌、化验分析电解锰阳极液的Mn2+、H+的含量；加入硫酸，然后加入水淬渣和二氧化锰矿， 投料过程中通入蒸气加热；中和当料液中Fe2+≤0.001g/l时，向料液内部通入氨水进行中和；静置然后将料液压滤至静置池中，对料液进行检测，当料液中锰浓度30～35g/l；硫酸铵浓度110g/l～115g/l；pH值6.0～7.0；ΣFe≤0.001g/L；Co、Ni、Zn≤0.001g/l时，即为合格液；电解得到合格电解金属锰。上述的生产电解金属锰的方法中水淬渣用作锰源的应用。优点是生产成本低，扩大了生产电解金属锰的矿源，浸出后的料液不需要进行净化处理，可减少生产周期3～4小时，浸出渣含全锰可控制质量分数在3%以下。
文档编号C22B7/04GK102094124SQ201110057318
公开日2011年6月15日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者于晓玲, 崔传海, 李 杰, 王云来, 齐牧 申请人:中信锦州金属股份有限公司